KR102298933B1 - 3차원 조형 방법 - Google Patents

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Abstract

조형 대상물 및 상기 대상물에 대한 하방으로부터 지지하는 지지 구조부를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서, 조형 후에, 지지 구조부를 조형 대상물 및 베이스 플레이트로부터 효율적으로 제거하고, 또한 스퀴지의 이동에 지장이 거의 발생하지 않는 구성을 제공하는 것을 과제로 하고 있고, 상기 과제를 달성할 수 있는 분말층에 대한 스퀴지의 슬라이딩에 의해서 평탄면을 형성한 후, 상기 분말층을 레이저광 또는 전자빔의 조사에 의해 소결하는 공정을 소정 횟수 반복한 후, 주위의 절삭을 행함으로써, 조형 대상물(1)과 상기 대상물(1)의 하측면을 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 지지 구조부(2)를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서, 지지 구조부(2) 중 조형 대상물(1)과 접속하는 상측 부분이 상측으로 됨에 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하는 것에 의해, 상기 과제를 달성하고 있는 3차원 조형 방법.

Description

3차원 조형 방법{THREE-DIMENSIONAL MOLDING METHOD}
본 발명은, 조형(造形) 대상물 및 상기 대상물에 대한 하방으로부터 지지하는 지지 구조부를 조형하는 3차원 조형 방법을 대상으로 하고 있다.
스퀴지(squeegee)의 이동에 의해, 평탄화된 분말층에 대한 레이저광 또는 전자빔에 의한 소결 및 주위의 절삭을 수반하는 3차원 조형 방법에 있어서는, 조형 대상물을 조형실의 베이스 플레이트의 위치로부터 조형하지 않고, 상기 대상물에 대한 하방의 지지 구조부를 조형한 후에, 상기 대상물을 조형하는 방법이, 예를 들어 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이 이미 공공연하게 채용되고 있다.
조형 대상부에 대한 하방으로부터의 지지 구조부를 최초로 조형하는 주된 근거는, a) 지지 구조부가 하방에 개재되지 않는 경우에는, 조형 대상물의 하측면이 베이스 플레이트에 고착되는 것을 원인으로 하여, 조형 후에 베이스 플레이트로부터 제거하는 것에 번잡한 작업이 필요한 것, b) 조형 대상물의 하측면 중, 베이스 플레이트에 접촉하고 있지 않는 영역이 자기의 중량에 의해 하측의 분말층을 가압한 상태로 하방측으로 이행하여, 정확한 하측면의 형성에 지장이 발생하는 경우가 있는 것에 있다.
그리고, 지지 구조부로서는,
(1) 조형 대상물과 베이스 플레이트 사이에 개재되는 지주(支柱),
(2) 조형 대상물과 베이스 플레이트 사이에 개재되는 상측 지주, 중간 칸막이판, 하측 지지부의 어느 하나의 구성,
이 채용되고 있다.
실제로, 특허문헌 1에 있어서도, 상기 (1)에 유사한 구성(도 5, 청구항 1 및 청구항 20), 및 상기 (2)의 구성(도 8 및 청구항 21)을 채용하고 있다.
지지 구조부는, 조형 대상물의 조형이 종료된 단계에서는, 조형 대상물 및 베이스 플레이트로부터 제거되는 것이 당연히 예정되어 있다.
지지 구조부를 조형하는 경우의 중도 단계 및 종료 단계에 있어서, 스퀴지가 분말층을 슬라이딩하면서 이동할 때에는, 소결된 상기 (1)의 지주 및 상기 (2)의 상측 지주에 있어서 형성된 소정의 각도를 갖는 코너(모서리부)에 의한 돌기 영역과 스퀴지가 접촉하고, 상기 영역이 스퀴지의 이동을 방해하고, 나아가서는 스퀴지에 의한 분말층에 대한 슬라이딩에 지장이 발생한다고 하는 엑시던트(accident)가 가끔 발생하고 있다.
그런데, 종래의 지지 구조부를 수반하는 3차원 조형에 있어서는, 지지 구조부의 제거를 가능한 한 용이하게 하는 동시에, 상기 접촉을 원인으로 하는 엑시던트를 가능한 한 줄이는 연구가 행해지지 않았다.
실제로 특허문헌 1에 있어서도, 그와 같은 기술적 과제에 대해서는 아무런 고려가 되어 있지 않다.
WO 2014/174090 공보
본 발명은, 조형 대상물 및 상기 대상물에 대한 하방으로부터 지지하는 지지 구조부를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서, 조형 후에, 지지 구조부를 조형 대상물 및 베이스 플레이트로부터 효율적으로 제거하고, 또한 스퀴지의 이동에 지장이 거의 발생하지 않는 구성을 제공하는 것을 과제로 하고 있다.
(1) 분말층에 대한 스퀴지의 슬라이딩에 의해 평탄면을 형성한 후, 상기 분말층을 레이저광 또는 전자빔의 조사에 의해 소결하는 공정을 소정 횟수 반복한 후, 주위의 절삭을 행함으로써, 조형 대상물과 상기 대상물의 하측면을 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 복수개의 지주를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서, 지주의 상측 부분이 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하고, 또한 조형 대상물과 지주와의 접속면에 있어서, 상기 접속면이 수평 방향인 경우 및 상기 수평 방향에 대해 경사 방향인 경우의 어느 쪽에 있어서도, 상기 접속면의 중심 좌표에 있어서의 법선의 방향과 지주의 상측 부분을 구성하는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 중심축의 방향이 일치하고 있는 3차원 조형 방법,
(2) 분말층에 대한 스퀴지의 슬라이딩에 의해서 평탄면을 형성한 후에, 상기 분말층을 레이저광 또는 전자빔에 의해서 소결하는 공정을 복수회 거친 후, 주위의 절삭을 행함으로써, 조형 대상물, 상기 조형 대상물을 하측으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 복수개의 지주, 상기 지주를 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 중간 칸막이판, 상기 칸막이판을 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 하측 지지부를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서, 상측 지주의 상측 부분이 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하고 있는 3차원 조형 방법으로 이루어진다.
기본 구성 (1)에 있어서는, 지지 구조부를 구성하는 지주의 상측 부분이 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 나타내는 것을 특징으로 하고, 기본 구성 (2)에 있어서는, 지지 구조부를 구성하는 상측 지주, 중간 칸막이판, 하측 지지부에 있어서의 상측 지주의 상측 영역이 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 나타내고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 형상에 대해 설명함에 있어서, 지주 및 상측 지주와 조형 대상물의 하측면과의 접속면이 수평 방향의 평탄면인 경우에는, 지주 및 상측 지주의 상측 부분으로서 원추대 형상을 채용할 수 있다.
이에 대해, 상기 접속면이 만곡하고 있는 경우, 또는 수평 방향에 대해 경사 방향을 형성하고 있는 경우에는, 지주 또는 상측 지주의 상측 부분의 형상으로서 온전한 원추대 형상을 실현하는 것은 불가능하고, 상기 원추대의 일부 형상을 채용할 수 밖에 없다.
그 결과, 기본 구성 (1) 및 구성 (2)에 있어서는, 「원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하는」 것을 요건으로 하고 있다.
이와 같이, 지주 및 상측 지주에 있어서의 상측 부분으로서 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용한 경우에는,
(a) 지지 구조부를 조형 대상물이 제거할 때, 다른 형상의 경우에 비해, 접속부의 면적이 작기 때문에, 효율적인 제거를 실현할 수 있고,
(b) 해머의 타격에 의해서 지지 구조부를 조형 대상물로부터 제거하는 경우에는, 타격의 방향을 임의로 선택할 수 있고,
(c) 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 경우에는, 접촉면은 원형 또는 타원형(접촉면이 평탄 형상인 경우) 또는 원형 또는 타원을 다소 변형한 경우(접촉면이 만곡면인 경우)이며, 그 결과, 소정의 각도를 수반하는 코너 영역을 형성하지 않기 때문에, 비록 이동 중의 스퀴지와 접촉했다고 해도, 상기 이동에 거의 지장을 발생시키지 않고, 스퀴지의 원활한 이동에 이바지할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 구성에 대응하는 플로우차트를 나타낸다.
도 2는 실시예 2의 구성에 대응하는 플로우차트를 나타낸다.
도 3은 실시예 1, 2의 각 플로우차트를 실현하는 CAD/CAM 시스템에 관한 블록도를 나타낸다.
도 4는 기본 구성 (1)의 조형 과정을 나타내는 측면도이며, 4(a)는 지주의 일부가 조형된 단계를 나타내고, 4(b)는 지주의 전부 및 조형 대상물의 일부가 조형된 단계를 나타내며, 4(c)는 전체 조형 과정이 종료된 단계를 나타낸다. 또한, 반점(斑点) 영역은 분말의 잔존 상태를 나타낸다.
도 5는 기본 구성 (2) 중, 조형 대상물의 하측면과 중간 칸막이판의 상측면이 연직 방향에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하고 있는 실시형태에 있어서의 조형 과정을 나타내는 측면도이며, 5(a)는 상측 지주의 일부, 중간 칸막이판 및 하측 지지부의 모든 조형이 종료된 단계를 나타내고, 5(b)는 상측 지주, 중간 칸막이판, 하측 지지부의 전부, 및 조형 대상물의 일부의 조형이 종료된 단계를 나타내고, 5(c)는 조형의 전부가 종료된 단계를 나타낸다. 또한, 반점 영역은 분말의 잔존 상태를 나타낸다.
도 6은 기본 구성 (2) 중, 조형 대상물의 하측면과 중간 칸막이판의 상측면이 상기 하측면의 법선 방향에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하고 있는 실시형태에 있어서의 조형 과정을 나타내는 측면도이며, 6(a)는 상측 지주의 일부, 중간 칸막이판 및 하측 지지부의 모든 조형이 종료된 단계를 나타내고, 6(b)는 상측 지주, 중간 칸막이판, 하측 지지부의 전부, 및 조형 대상물의 일부의 조형이 종료된 단계를 나타내고, 6(c)는 조형의 전부가 종료된 단계를 나타낸다. 또한, 반점 영역은 분말의 잔존 상태를 나타낸다.
도 7은 기본 구성 (2)의 하측 지지부에 대해, 격자 형상을 채용한 실시형태의 측면도를 나타내고, 7(a)는 베이스 플레이트와 직교하는 격자 형상의 경우를 나타내고, 7(b)는 베이스 플레이트와 비스듬히 교차하는 격자 형상을 나타낸다.
기본 구성 (1)은, 도 4(a), 4(b), 4(c)에 나타내는 바와 같이, 스퀴지의 슬라이딩에 의해서 평탄화한 금속 분말층에 대한 소결에 의해, 순차로 하측으로부터 지주(20), 나아가서는 조형 대상물(1)을 소결 및 조형하고 있고, 조형이 종료된 단계에서는, 지주(20)는 해머에 의한 타격 또는 회전날에 의한 절삭 등에 의해, 조형 대상물(1) 및 조형실의 베이스 플레이트(3)로부터 제거되게 된다.
기본 구성 (2)에 있어서도, 도 5(a), 5(b), 5(c) 및 도 6(a), 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 스퀴지의 슬라이딩에 의해서 평탄화한 금속 분말층에 대한 소결에 의해, 순차로 하측으로부터 하측 지지부(22), 중간 칸막이판(21), 상측 지주(20), 조형 대상물(1)을 소결 및 조형하고 있고, 조형이 종료된 단계에서는, 하측 지지부(22), 중간 칸막이판(21), 상측 지주(20)는 모두 해머에 의한 타격 또는 회전날에 의한 절삭 등에 의해, 조형 대상물(1) 및 조형실의 베이스 플레이트(3)로부터 제거되게 된다.
기본 구성 (1)의 지주(20) 및 기본 구성 (2)의 상측 지주(20)에 있어서, 상측 부분으로서 접속면에 이르기까지 순차로 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하는 것에 의한 효과에 대해서는, 이미 설명한 바와 같다.
상기 지주(20) 및 상기 상측 지주(20)에 대해서는, 각각 도 4(b), 4(c), 및 도 5(b), 5(c) 및 도 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 조형 대상물(1)과의 접속면에 대해, 상기 접속면이 수평 방향뿐만 아니라, 상기 수평 방향과 경사지는 방향의 경우의 어느 쪽에 대해서도, 접속면의 중심 좌표 위치에 있어서의 법선 방향[상기 각 도면에 있어서, 조형 대상물(1)의 하측면으로부터 상측으로 연장한 실선의 직선에 의해서 나타낸다]과 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상에 있어서의 중심축의 선의 방향[상기 각 도면에 있어서, 조형 대상물(1)의 하측면으로부터 하측으로 연장한 1점쇄선에 의한 직선에 의해 나타낸다]이 동일 방향인 구성을 채용할 수 있고, 기본 구성 (1)에 있어서는, 상기 구성은 필수 요건에 해당하고, 기본 구성 (2)에 있어서는, 상기 구성은 전형적인 실시형태에 해당한다.
이와 같은 구성의 경우에는, 상기와 같은 동일 방향을 나타내지 않는 경우에 비해, 접속면의 면적을 작게 함으로써, 지주(20) 또는 상측 지주(20)를 조형 대상물(1)의 하측면의 제거를 효율적으로 실현할 수 있다.
기본 구성 (1)의 지주(20) 및 기본 구성 (2)의 상측 지주(20)는, 전체 영역이 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상일 필요는 없고, 도 4(b), 4(c) 및 도 5(b), 5(c) 및 도 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 상하 방향의 중간 부분을 원기둥 영역으로 하여 원기둥을 채용할 수 있다.
게다가 상기 각 도면에 나타내는 바와 같이, 하측 부분에 대해서는, 상측 부분과 마찬가지로, 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고, 또한 베이스 플레이트(3)에 직교하는 구성[도 4(b), 4(c)에 나타내는 기본 구성 (1)의 경우], 및 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상[도 5(b), 5(c) 및 도 6(b), 6(c)에 나타내는 기본 구성 (2)의 경우]을 채용하고, 연직 방향을 형성한 후에 중간 칸막이판(21)과 교차하는 구성을 채용할 수도 있다.
상기 형상을 채용한 실시형태에 있어서는, 중간 부분에 있어서의 원기둥 형상에 의해, 조형 대상물(1)의 중량을 충분한 강도로 지지할 수 있다.
게다가, 상기 실시형태에 있어서는, 다른 형상에 비해, 하측의 접속부의 면적이 작기 때문에, 지주(20)의 베이스 플레이트(3)로부터의 제거[기본 구성 (1)의 경우] 및 상측 지주(20)의 중간 칸막이판(21)으로부터의 제거[기본 구성 (2)의 경우]를 효율적으로 실현할 수 있다.
또한, 기본 구성 (2)의 상측 지주의 하측 부분에 대해서는, 도 5(b), 5(c) 및 도 6(b), 6(c)에 나타내는 실시형태와 같은 연직 방향이 아니라, 상측 부분의 경우와 마찬가지로, 중간 칸막이판(21)의 접속면의 중심 좌표에 있어서의 법선의 방향과, 상측 지주의 하측 부분을 구성하는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 중심축의 선의 방향이 일치하는 구성을 채용하고, 접촉 면적을 작게 하고, 또한 절삭의 편리에 이바지하는 바와 같은 설계도 당연히 가능하다.
기본 구성 (1)의 지주(20) 및 기본 구성 (2)의 상측 지주(20)와 조형 대상물(1)의 하측면과의 접촉면은 소정의 면적을 가지고 있기 때문에, 분말로서 금속 분말을 채용한 경우에는, 상기 접촉면을 통해 소결에 있어서 발생한 열을 지주(20) 및 상측 지주(20)를 통하여 발산할 수 있다.
단, 기본 구성 (1) 및 (2)에 있어서의 분말은, 금속 분말로 한정되는 것은 아니다.
기본 구성 (1)의 경우에는, 중간 칸막이판(21)을 설치할 필요가 없고, 게다가 도 4(a), 4(b), 4(c)에 나타내는 바와 같이, 베이스 플레이트(3)에 대해 지주(20)를 직교시키는 설계에 의해 심플한 구성을 실현할 수 있다.
단, 조형 대상물(1)의 하측면은, 절대로 평탄면이 아니라, 거의 대부분의 경우, 기복 상태를 나타내고 있다.
이와 같은 경우, 기본 구성 (1)에 있어서는, 지주(20)의 상하 방향폭을 변화시킬 것을 필요로 하지만, 효율적인 설계를 실현하기 위해서는, 도 4(a), 4(b), 4(c)에 나타내는 형상의 실시형태를 채용한 후에, 상측의 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상 및 하측의 원추대 형상에 대해서는, 전체 지주(20)에 대해 균일하게 설계하고, 중간 부분에 있어서의 원기둥 형상의 영역에 대해서는, 상하 방향의 길이 치수를 수시 변화시키는 것에 의해 효율적인 설계를 실현할 수 있다.
기본 구성 (2)에 있어서는, 중간 칸막이판(21) 및 하측 지지부(22)를 설치하는 점에 있어서, 일견 번잡하지만 마찬가지이다.
그러나 도 5(a), 5(b), 5(c)에 나타내는 바와 같이, 중간 칸막이판(21)의 하측면에 대해, 베이스 플레이트(3)를 평행 상태로 하기 위해서 평탄면으로 하는 것, 및/또는 상측면에 대해, 조형 대상물(1)의 하측면과 연직 방향(상하 방향)에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하는 것에 의해, 상측 지주(20) 및/또는 하측 지지부(22)에 대해, 상하 방향으로 동일 치수로 하는 바와 같은 심플한 설계를 실현할 수 있다.
나아가서는, 도 6(a), 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 중간 칸막이판(21)의 하측면에 대해, 베이스 플레이트(3)를 평행 상태로 하기 위해 평탄면으로 하는 것, 및/또는 상측면에 대해, 조형 대상물(1)의 하측면과 상기 하측면의 법선 방향에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하는 것에 의해, 상측 지주(20) 및 하측 지지부(22)에 대해, 모두 동일 형상으로 하는 바와 같은 심플한 설계를 실현할 수 있다.
도 5 및 도 6에 나타내는 심플한 설계의 경우에는, 조형 대상물(1) 및 중간 칸막이판(21)으로부터의 제거에 있어서 균일한 정도에 의한 해머의 타격이라고 하는 효율적인 작업을 실현할 수 있다.
중간 칸막이판(21)의 하측면은, 통상 도 5(a), 5(b), 5(c) 및 도 6(a), 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 수평 방향의 평탄면을 채용하지만, 상기 하측면과 베이스 플레이트(3)의 사이에 개재하는 하측 지지부(22)에 대해, 하측 지지부(22)로서 상측 부분이 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고, 하측 부분이 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고, 중간 부분이 원기둥 형상을 채용하는 지주(20)이며, 상기 지주(20)가 중간 칸막이판(21)의 하측면 및 베이스 플레이트(3)와 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 실시형태를 채용한 경우에는, 상기 하측 지지부(22)를 중간 칸막이판(21) 및 베이스 플레이트(3)로부터 효율적으로 제거할 수 있다.
기본 구성 (2)에 있어서, 상기 실시형태와 같이, 중간 칸막이판(21)의 하측면에 대해, 수평 방향의 평탄면으로 한 경우에는, 도 5(a), 5(b), 5(c) 및 도 6(a), 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 하측 지지부(22)에 있어서, 상측 부분이 중간 칸막이판(21)의 하측면과 직교하고, 하측 부분이 베이스 플레이트(3)와 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 것에 의해, 심플한 설계를 실현할 수 있다.
특히, 하측 지지부(22)의 상측 부분으로서 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고, 중간 부분으로서 원기둥 형상을 채용하고, 하측 부분으로서 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고 있는 것을 특징으로 하는 형상의 실시형태의 경우에는, 하측 지지부(22)에 대해, 발명의 효과의 항의 (a), (b) 기재의 근거로서, 중간 칸막이판(21)의 하측면 및 베이스 플레이트(3)로부터 효율적으로 하측 지지부(22)를 제거할 수 있다.
기본 구성 (2)의 하측 지지부(22)는, 도 5(a), 5(b), 5(c) 및 도 6(a), 6(b), 6(c)에 나타내는 바와 같이, 단지 베이스 플레이트(3)와 직교하는 바와 같은 지주(20) 상태뿐만 아니라, 도 7(a), 7(b)에 나타내는 바와 같은 격자 형상을 채용할 수 있고, 또한 상기 격자 형상으로서는, 도 7(a)에 나타내는 베이스 플레이트(3)와 직교하는 격자 형상뿐만 아니라, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 베이스 플레이트(3)와 비스듬히 교차하는 격자 형상도 채용할 수 있다.
이들 격자 형상의 설계의 경우에는, 중간 칸막이판(21)에 대한 안정된 지지 상태를 실현할 수 있다.
게다가, 예를 들어 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 하측 지지부(22)와 베이스 플레이트(3)와의 접촉 면적을 극단적으로 작게 설계한 경우라도, 상기와 같이 안정된 지지 상태를 유지한 후에, 하측 지지부(22)에 대해, 해머에 의해서 강력한 타격을 가한 경우에는, 한꺼번에 베이스 플레이트(3)로부터 제거하는 것이 가능해진다.
이하, 실시예에 따라서 설명한다.
실시예 1은, 기본 구성 (1)에 있어서, 지주(20)의 조형에 있어서의 레이저광 또는 전자빔에 의한 단위면적당 조사량을, 조형 대상물(1)의 외측 표면 및 그 근방에 있어서의 단위면적당 조사량보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하고 있고, 조사량의 선택을 수반하는 조형 프로세스에 대해서는, 도 1의 플로우차트에 나타내는 바와 같다.
상기 특징점에 의해, 지주(20)의 조형 대상물(1) 및 베이스 플레이트(3)로부터의 제거를 용이하고 효율적으로 실현할 수 있다.
실시예 1의 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, CAD 시스템(41)에 의해, 조형 대상물(1) 및 각 지주(20)의 형상을 설정한 후에, CAD 시스템(41) 또는 CAM 시스템(42)에 의해, 각 조형 영역에 있어서의 단위면적당 조사량을 제어하는 방법을 채용할 수 있다.
실시예 2는, 기본 구성 (2)에 있어서, 상측 지주(20), 중간 칸막이판(21) 및 하측 지지부(22)의 조형에 대해, 레이저광 또는 전자빔에 의한 단위면적당 조사량을, 조형 대상물(1)의 외측 표면 및 그 근방에 있어서의 단위면적당 조사량보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하고 있고, 조사량의 선택을 수반하는 조형 프로세스에 대해서는, 도 2의 플로우차트에 나타내는 바와 같다.
실시예 2의 경우에도, 도 3에 나타내는 바와 같이, CAD 시스템(41)에 의해서, 조형 대상물(1) 및 각 상측 지주(20), 중간 칸막이판(21) 및 각 하측 지지부(22)의 형상을 설정한 후에, CAD 시스템(41) 또는 CAM 시스템(42)에 의해, 각 조형 영역에 있어서의 단위면적당 조사량을 제어하는 방법을 채용할 수 있다.
기본 구성 (1) 및 구성 (2)에 기초하는 본원 발명은, 안정된 조형 대상물의 조형 및 스퀴지의 원활한 이동, 나아가서는 조형 종료 후의 지지 구조부의 효율적인 제거를 실현할 수 있기 때문에, 산업상 이용 범위는 매우 크다.
1: 조형 대상물
2: 지지 구조부
20: 지주, 및 상측 지주
21: 중간 칸막이판
22: 하측 지지부
3: 베이스 플레이트
4: CAD/CAM 시스템
41: CAD 시스템
42: CAM 시스템
5: 제어부
6: 조사 장치

Claims (15)

  1. 분말층에 대한 스퀴지의 슬라이딩에 의해 평탄면을 형성한 후, 상기 분말층을 레이저광 또는 전자빔의 조사에 의해서 소결하는 공정을 소정 횟수 반복한 후, 주위의 절삭을 행함으로써, 조형 대상물과 상기 대상물의 하측면을 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 복수개의 지주를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서,
    지주의 상측 부분이 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하고, 또한 조형 대상물과 지주와의 접속면에 있어서, 상기 접속면이 수평 방향인 경우 및 상기 수평 방향에 대해 경사 방향인 경우의 어느 쪽에 있어서도, 상기 접속면의 중심 좌표에 있어서의 법선의 방향과 지주의 상측 부분을 구성하는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 중심축의 방향이 일치하고 있는 3차원 조형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    지주의 중간 부분으로서 원기둥 형상을 채용하고, 또한 지주의 하측 부분이 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고 있고, 또한 조형실의 베이스 플레이트와 직교하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    지주의 조형에 있어서의 레이저광 또는 전자빔에 의한 단위면적당 조사량을, 조형 대상물의 외측 표면 및 그 근방에 있어서의 단위면적당 조사량보다 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    CAD 시스템에 의해, 조형 대상물 및 각 지주의 형상을 설정한 후에, CAD 시스템 또는 CAM 시스템에 의해, 각 조형 영역에 있어서의 단위면적당 조사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  5. 분말층에 대한 스퀴지의 슬라이딩에 의해 평탄면을 형성한 후에, 상기 분말층을 레이저광 또는 전자빔에 의해서 소결하는 공정을 복수회 거친 후, 주위의 절삭을 행함으로써, 조형 대상물, 상기 조형 대상물을 하측으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 복수개의 지주, 상기 지주를 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 중간 칸막이판, 상기 칸막이판을 하방으로부터 지지하고, 또한 조형 후 제거되는 것이 예정되어 있는 하측 지지부를 조형하는 3차원 조형 방법에 있어서,
    상측 지주의 상측 부분이 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하고 있고,
    조형 대상물과 상측 지주와의 접속면에 있어서, 상기 접속면이 수평 방향인 경우 및 상기 수평 방향에 대해 경사 방향인 경우의 어느 쪽에 있어서도, 상기 접속면의 중심 좌표에 있어서의 법선의 방향과 상측 지주의 상측 부분을 구성하는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 중심축의 방향이 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    중간 칸막이판의 상측 표면과 조형 대상물의 하측 표면이 연직 방향에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    중간 칸막이판의 상측 표면과 조형 대상물의 하측 표면이, 상기 하측 표면의 법선 방향에 있어서 등거리의 평행 상태를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  9. 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상측 지주의 중간 부분으로서 원기둥 형상을 채용하고, 또한 상측 지주의 하측 부분이 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상을 채용하고 있고, 또한 상기 원추대 형상 또는 상기 원추대의 일부 형상의 중심축의 선이 연직 방향을 형성한 후에 중간 칸막이판과 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  10. 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중간 칸막이판의 하측면을 수평 방향으로 하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    하측 지지부에 있어서, 상측 부분이 중간 칸막이판의 하측면과 직교하고, 하측 부분이 베이스 플레이트와 직교하는 지주 형상인 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    하측 지지부의 상측 부분으로서 상측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고, 중간 부분으로서 원기둥 형상을 채용하고, 하측 부분으로서 하측 방향을 따라 직경이 작아지는 원추대 형상을 채용하고 있는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  13. 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하측 지지부가 3차원 방향에서 서로 교차하는 격자 구조인 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
  14. 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상측 지주, 중간 칸막이판 및 하측 지지부의 조형에 대해, 레이저광 또는 전자빔에 의한 단위면적당 조사량을, 조형 대상물의 외측 표면 및 그 근방에 있어서의 단위면적당 조사량보다 작게 설정하는 것을 특징으로 3차원 조형 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    CAD 시스템에 의해, 조형 대상물 및 각 상측 지주, 중간 칸막이판 및 각 하측 지지부의 형상을 설정한 후에, CAD 시스템 또는 CAM 시스템에 의해, 각 조형 영역에 있어서의 단위면적당 조사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
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